在单指令流多数据流计算机(SIMD)中,各处理单元必须()。A、以同步方式,在同一时间内执行不同的指令B、以同步方式,在同一时间内执行同一条指令C、以异步方式,在同一时间内执行不同的指令D、以异步方式,在同一时间内执行同一条指令

题目

在单指令流多数据流计算机(SIMD)中,各处理单元必须()。

  • A、以同步方式,在同一时间内执行不同的指令
  • B、以同步方式,在同一时间内执行同一条指令
  • C、以异步方式,在同一时间内执行不同的指令
  • D、以异步方式,在同一时间内执行同一条指令
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第1题:

在单指令流多数据流计算机(SIMD)中,各处理单元必(3)。

A.以同步方式,在同一时间内执行不同的指令

B.以同步方式,在同一时间内执行同一条指令

C.以异步方式,在同一时间内执行不同的指令

D.以异步方式,在同一时间内执行同一条指令


正确答案:B
解析:1966年,Michael.J.Flynn提出根据指令流、数据流的多倍性特征对计算机系统进行分类(通常称为Flynn分类法),有关定义如下:.指令流:指机器执行的指令序列。.数据流:指由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果,但不包括输出数据。.多倍性:指在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。Flynn根据不同的指令流一数据流组织方式,把计算机系统分成四类,如表1-1所示。(1)单指令流单数据流(SISD):SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机,其指令部件每次只对一条指令进行译码,并且只对一个操作部件分配数据。流水线方式的单处理机有时也被当做SISD。值得注意的是,Intel公司的奔腾PII中开始采用MMX技术,引进了一些新的通用指令,从某种意义上使用了单指令流多数据流的思想,但是,与Intel公司的前几代产品(X86/Pentium)相比,其指令序列的执行方式和调用数据的方式没有发生根本性的变化,所以从整体上来看,采用奔腾PII芯片的PC机仍属于SISD类。(2)单指令流多数据流(SIMD):SIMD以并行处理机(阵列处理机)为代表,并行处理机包括多个重复的处理单元PU1~PUn,由单一指令部件控制,按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同数据。相联处理机也属于这一类。(3)多指令流单数据流(MISD):MISD具有n个处理单元,按n条不同指令的要求对同一数据流及其中间结果进行不同的处理。一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入。这类系统实际上很少见到。有文献把流水线看做多个指令部件,称流水线计算机是MISD。(4)多指令流多数据流(MIMD):MIMD是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统。多处理机属于MIMD。当前的高性能服务器与超级计算机大多具有多个处理机,能进行多任务处理,称为多处理机系统。不论是大规模并行处理机MPP(MassivelyParallelProcessor)或对称多处理机SMP(SymmetricalMultiProcessor),都属于这一类。Flynn分类法是最普遍使用的。其他的分类法还有:(1)冯氏分类法:由冯泽云在1972年提出,冯氏分类法用计算机系统在单位时间内所能处理的最大二进制位数来对计算机系统进行分类。(2)Handler分类法:由WolfganHandler在1977年提出,Handler分类法根据计算机指令执行的并行度和流水线来对计算机系统进行分类。(3)Kuck分类法:由DavidJ.Kuck在1978年提出,Kuck分类法与Flynn分类法相似,也是用指令流、执行流和多倍性来描述计算机系统特征,但其强调执行流而不是数据流的概念。

第2题:

在单指令流多数据流(SIMD)计算机中,各处理单元必须______。

A.以同步方式,在同一时间内执行不同的指令

B.以同步方式,在同一时间内执行同一条指令

C.以异步方式,在同一时间内执行不同的指令

D.以异步方式,在同一时间内执行同—条指令


正确答案:B
解析:SIMD用一个控制器来控制多个处理器,同时对一组数据(又称数据向量)中的每一个分别执行相同的操作指令来实现空间上的并行性。

第3题:

流水线技术是()

A、是一种同时进行若干操作的并行处理方式

B、它把取操作和执行操作重叠进行,在执行一条指令的同时,又取另一条或若干条指令

C、程序中的指令仍是顺序执行

D、可以预先取若干指令,并在当前指令尚未执行完时,提前启动另一些操作


参考答案:A,B,C,D

第4题:

在程序运行过程中,CPU需要将指令从内存中取出并加以分析和执行。CPU依据( )来区分在内存中以二进制编码形式存放的指令和数据

A.指令周期的不同阶段
B.指令和数据的寻址方式
C.指令操作码的译码结果
D.指令和数据所在的存储单元

答案:A
解析:
指令和数据均存放在内存中,通常由PC(程序计数器)提供存储单元地址取出的是指令,由指令地址码部分提供存储单元地址取出的是数据。因此通过不同的寻址方式来区别指令和数据

第5题:

单指令流多数据流SIMD计算机由______。

A.单一控制器、单一运算器和单一存储器组成

B.单一控制器、多个执行部件和多个存储器模块组成

C.多个控制部件同时执行不同的指令,对同一数据进行处理

D.多个控制部件、多个执行部件和多个存储器模块组成


正确答案:B
解析:SIMD通常有多个数据处理部件,它们按照一定方式互连,在同一个控制部件的控制下,对各自的数据完成同一条指令规定的操作。从控制部件看,指令是串行执行,但从数据处理部件看,数据是并行处理的。

第6题:

在教学计算机中,设计者只实现了约30条指令,留下的约30条指令,交由实验人员选择其中若干条自己来设计指令格式、功能和执行流程,并在教学计算机上调试正确。请回答:在设计与实现自己的指令过程中,以下关于看待和处理你的指令和已经实现的指令的关系正确的是(32)。

①在指令格式、指令分组、寻址方式等安排上,新设计的指令应该和已有指令基本相同,至少不能相互冲突。 ②对新设计的指令,只实现其流程中具体执行步骤的控制信号,读取指令、检查中断请求等共用操作部分使用在已有指令中提供的控制信号。

③节拍发生器可能需要变化或修改。例如,增加一个节拍状态,但不能破坏原有指令的执行。

④新老指令应该在同一个程序中正常执行。

A.①

B.①②

C.①②③

D.①②③④


正确答案:D
解析:计算机原理的基本概念题。

第7题:

在单指令流多数据计算机(SIMD) 中,各处理单元必须(34)。

A.以异步方式,在同一时间内执行同一指令

B.以同步方式,在同一时间内执行同一指令

C.以异步方式,在同一时间内执行不同指令

D.以同步方式,在同一时间内执行不同的指令


正确答案:B
解析:本题考察了单指令流多数据计算机SIMD的相关概念:SIMD单指令流多数据流计算机一条指令可以同时对多个数据进行运算。在这种处理机中,各处理单元必须以同步方式,在同一时间内执行同一指令。

第8题:

目标导向理论认为可供同一领导者在不同环境下选择使用的领导方式有:

A、指令性方式

B、支持性方式

C、参与性方式

D、以成就为目标的方式


参考答案:ABCD

第9题:

通常可以将计算机系统中执行一条指令的过程分为取指令,分析和执行指令3步。若取指令时间为4Δt,分析时间为2Δt。执行时间为3Δt,按顺序方式从头到尾执行完600条指令所需时间为(请作答此空)Δt;若按照执行第i条,分析第i+1条,读取第i+2条重叠的流水线方式执行指令,则从头到尾执行完600条指令所需时间为( )Δt。

A.2400
B.3000
C.3600
D.5400

答案:D
解析:
按顺序方式需要执行完一条执行之后再执行下一条指令,执行1条执行所需的时间为4Δt+2Δt+3Δt=9Δt,执行600条指令所需的时间为9Δt×600=5400Δt。
若采用流水线方式,则处理过程如下图所示,可见执行完600条执行所需要的时间为4Δ×600+2Δt+3Δt=2405Δt。

第10题:

通常可以将计算机系统中执行一条指令的过程分为取指令、分析和执行指令 3 步,若取指令时间为 4△t,分析时间为 2△t,执行时间为 3△t,按顺序方式从头到尾执行完 600 条指令所需时间为( 上题 )△t;若按执行第 i 条、分析第 i+1 条、读取第 i+2 条重叠的流水线方式执行指令,则从头到尾执行完 600 条指令所需时间为( 本题)△t。

A. 2400
B. 2405
C. 3000
D. 3009

答案:B
解析:
由上题图,可看成是第98条、99、100三条指令,在这之前还存在97条指令,因此当读取完100条指令共用时600* 4△t时,其后还有一个分析和一个执行没有完成,因此整个用时为100*4 △t+2 △t(一个分析)+3 △t(一个执行)=2405 △t

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